Pobierz pełny numer IZOLACJI

Pełny numer IZOLACJI 6/2018 [PDF]

możesz pobrać BEZPŁATNIE - po prostu ZAREJESTRUJ konto w portalu

Analiza współczynnika przenoszenia ciepła fragmentu ściany zewnętrznej z oknem

Analiza wyników badania
Dzięki coraz lepszym technologiom projektowania, wyrobu i montażu stolarki okiennej producenci mogą proponować konsumentom okna o niestandardowych rozmiarach i kształtach o bardzo dobrych właściwościach termoizolacyjnych.
Dzięki coraz lepszym technologiom projektowania, wyrobu i montażu stolarki okiennej producenci mogą proponować konsumentom okna o niestandardowych rozmiarach i kształtach o bardzo dobrych właściwościach termoizolacyjnych.
www.pixabay.com
Ciąg dalszy artykułu...

Analiza wyników badania

Do interpretacji wyników badania zastosowano modele (5), (6) i (7), na podstawie których opracowano wykresy w postaci izolinii badanych zależności od rozpatrywanych czynników we współrzędnych pseudoskładników z1, z2, z3 (RYS. 3, RYS. 4 i RYS. 5) dla każdego z układów fragmentu ściany.

Te modele pozwoliły powiększyć badany podobszar do pełnych trójkątów sympleksowych, znacznie ułatwiając interpretację wyników. Natomiast merytoryczną interpretację wykonano na podstawie TAB. 1 przy zastosowaniu naturalnych współrzędnych χ1, χ2, χ3.

Jak widać z RYS. 3,:

  • najwyższą wartość (6,388 W/K) współczynnika przenoszenia ciepła Y1 fragmentu dla układu dobre okno” + dobra ściana” uzyskano w wierzchołku Z2 (punkt 2) przy χ1 = 0,264; χ2 = 0,176; χ3 = 0,560 (TAB. 1),
  • natomiast najniższą (3,420 W/K) w wierzchołku Z3 (punkt 3) przy χ1 = 0,079; χ2 = 0,009; χ3 = 0,912.
RYS. 3. Zależność współczynnika przenoszenia ciepła Y1 fragmentu ściany z oknem dla układu „dobre okno”(U1 = 0,70 W/(m2·K); U2 = 1,10 W/(m2·K); ψ1 = ψ2 = 0,08 W/(m·K)) + „dobra ściana” (U3 = 0,23 W/(m2 · K)), od udziałów elementów składowych; rys.: archiwum autorów

RYS. 3. Zależność współczynnika przenoszenia ciepła Y1 fragmentu ściany z oknem dla układu "dobre okno" [U1 = 0,70 W/(m2·K); U2 = 1,10 W/(m2·K); ψ1 = ψ2 = 0,08 W/(m·K)] + "dobra ściana" [U3 = 0,23 W/(m2·K)], od udziałów elementów składowych z1 - powierzchnia oszklenia, z2 - powierzchnia ramy, z3 - powierzchnia ściany rys. autorów (W. Jezierski, J. Borowska)

W sensie praktycznym oznacza to, że w badanym fragmencie ściany zamiana okna o powierzchni Ao3 = 1,48×0,60 = 0,887 m2 z udziałem powierzchni szklonej do powierzchni okna C = 0,90 (co odpowiada parametrom dla punktu 2) na okno o powierzchni Ao2 = 1,48×2,993 = 4,43 m2 z udziałem powierzchni szklonej C = 0,60 (co odpowiada parametrom dla punktu 2) spowoduje wzrost współczynnika przenoszenia ciepła Y1 fragmentu ściany z układem „dobre okno” + „dobra ściana” o 86,8%.

Zastosowanie w tym samym fragmencie standardowego okna o powierzchni Aos = 1,48×1,23 = 1,820 m2 z udziałem powierzchni szklonej C = 0,70 i szerokości elementów ramy bf = 0,11 m daje wartość współczynnika przenoszenia ciepła fragmentu Y1 = 4,189 W/K.

Z RYS. 4 wynika, że najwyższą wartość (9,320 W/K) współczynnika przenoszenia ciepła Y2 fragmentu dla układu „dobre okno” + „zła ściana” uzyskano także w wierzchołku Z2 (punkt 2) przy χ1 = 0,264; χ2 = 0,176; χ3  = 0,560 (TAB. 1), natomiast najniższą (8,200 W/K) też w wierzchołku Z3 (punkt 3) przy χ1 = 0,079; χ2 = 0,009; χ3 = 0,912. Poziom średni Y2 mocno wzrósł w porównaniu z Y1, natomiast rola okna przy „złej” ścianie jest inna.

Porównaj: Parametry cieplne wieloskrzydłowej stolarki okiennej w budynkach mieszkalnych

Wahania pól powierzchni oszklenia i ramy dają znacznie słabsze efekty w podwyższeniu Y2. Tak przy zamianie w badanym fragmencie ściany okna o powierzchni Ao3 = 1,48×0,60 = 0,887 m2 z udziałem powierzchni szklonej do powierzchni okna C = 0,90 (co odpowiada parametrom dla punktu 3) na okno o powierzchni Ao2 = 1,48×2,993 = 4,43 m2 z udziałem powierzchni szklonej C = 0,60 (co odpowiada parametrom dla punktu 2) wzrost współczynnika przenoszenia ciepła Y2 fragmentu ściany z układem „dobre okno” + „zła ściana” wynosi tylko 13,7%.

 RYS. 4. Zależność współczynnika przenoszenia ciepła Y2 fragmentu ściany z oknem dla układu „dobre okno” (U1 = 0,70 W/(m2 · K); U2 = 1,10 W/(m2 · K); ψ1 = ψ2 = 0,08 W/(m · K)) + „zła ściana”(U3 = 0,75 W/(m2 · K)), od udziałów elementów składowych;
RYS. 4. Zależność współczynnika przenoszenia ciepła Y2 fragmentu ściany z oknem dla układu „dobre okno” [U1 = 0,70 W/(m2· K); U2= 1,10 W/(m2 · K); ψ1 = ψ2 = 0,08 W/(m · K)] + „zła ściana”[U3 = 0,75 W/(m2 · K)], od udziałów elementów składowych; rys.: archiwum autorów (W. Jezierski, J. Borowska)

Zastosowanie w tym samym fragmencie standardowego okna dobrej jakości o powierzchni Ao1 = 1,48×1,23 = 1,820 m2 z udziałem powierzchni szklonej C = 0,70 i szerokości elementów ramy bf = 0,11 m dało wartość współczynnika przenoszenia ciepła fragmentu Y2 = 8,484 W/K.

Porównując tę wartości z wartością Y1, także uzyskaną przy zastosowaniu okna standardowego, można stwierdzić, że zła jakość ściany spowodowała wzrost współczynnika przenoszenia ciepła z 4,189 do 8,484 W/K, tj. o 102,5%.

Najwyższą wartość (17,364 W/K) współczynnika przenoszenia ciepła Y3 fragmentu dla układu "złe okno" + "dobra ściana" uzyskano także w wierzchołku z2 (punkt 2) (rys. 5) przy x1 = 0,264; x2 = 0,176; x3 = 0,560 (tabela 1), natomiast najniższą (6,435 W/K) w tym samym wierzchołku Z3 (punkt 3) przy x1 = 0,079; x2 = 0,009; x3 = 0,912.

Rola okna przy jego "złej" jakości jest bardzo istotna. To wyraźnie widać przy ocenie wpływu pól powierzchni oszklenia i ramy na podwyższenie Y3. Tak przy zamianie w badanym fragmencie ściany okna o powierzchni Ao3 = 1,48×0,60 = 0,887 m2 z udziałem powierzchni szklonej do powierzchni okna C = 0,90 (co odpowiada parametrom dla punktu 3) na okno o powierzchni Ao2 = 1,48×2,993 = 4,43 m2 z udziałem powierzchni szklonej C = 0,60 (co odpowiada parametrom dla punktu 2) wzrost współczynnika przenoszenia ciepła Y3 fragmentu ściany z układem "złe okno" + "dobra ściana" wynosi aż 169,8%.

Zastosowanie w tym samym fragmencie standardowego okna złej jakości o powierzchni Ao1 = 1,48×1,23 = 1,820 m2 z udziałem powierzchni szklonej C = 0,70 i szerokości elementów ramy bf = 0,11 m daje wartość współczynnika przenoszenia ciepła Y1 = 9,264 W/K. Porównując tą wartość z wartością Y1, uzyskaną przy zastosowaniu okna standardowego wysokiej jakości, można stwierdzić, że zła jakość okna spowodowała wzrost współczynnika przenoszenia ciepła fragmentu z 4,189 do 9,264 W/K, tj. o 121,2%.

 RYS. 5. Zależność współczynnika przenoszenia ciepła Y3 fragmentu ściany z oknem dla układu „złe okno”(U1 = 2,10 W/(m2 · K); U2 = 3,30 W/(m2 · K); ψ1 = ψ2 = 0,29 W/(m · K)) + „dobra ściana” (U3 = 0,23 W/(m2 · K)), od udziałów elementów składowych;
RYS. 5. Zależność współczynnika przenoszenia ciepła Y3 fragmentu ściany z oknem dla układu „złe okno” [U1 = 2,10 W/(m2 · K); U2 = 3,30 W/(m2 · K); ψ1 = ψ2 = 0,29 W/(m · K)] + „dobra ściana” [U3 = 0,23 W/(m2 · K)], od udziałów elementów składowych; rys.: archiwum autorów (W. Jezierski, J. Borowska)

Wnioski

Za pomocą opracowanych modeli matematycznych oszacowano efekty wpływu udziałów pól powierzchni oszklenia, ramy i ściany oraz ich parametrów cieplnych na współczynnik przenoszenia ciepła fragmentu ściany z oknem w budynku mieszkalnym.

W przyjętym zakresie zmienności wahania pól powierzchni oszklenia i ramy mogą spowodować wzrost współczynnika przenoszenia ciepła fragmentu ściany z oknem o 86,8%.

W wypadku ściany niespełniającej obecnych wymagań ochrony cieplnej efekt wpływu wahań pól powierzchni oszklenia i ramy słabnie do kilkunastu procent. Główna rola w prawie dwukrotnym podwyższeniu współczynnika przenoszenia ciepła fragmentu należy do ściany.

Najgorszym rozwiązaniem fragmentu przegrody zewnętrznej okazał się wariant z wykorzystaniem okien o niskiej termoizolacji. Wzrost wpływu wahań pól powierzchni oszklenia i ramy na współczynnik przenoszenia ciepła osiąga wtedy 169,8%. Potwierdza to celowość wymiany okien w pierwszej kolejności przy częściowej termomodernizacji budynków.

Literatura

1. Rozporządzenie Ministra Infrastruktury w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie, z dnia 17 lipca 2015 r.
2. PN-EN 14351-1+A2:2016-10, „Okna i drzwi – Część 1: Okna i drzwi zewnętrzne bez właściwości dotyczących odporności ogniowej i/lub dymoszczelności”.
3. Rozporządzenie Ministra Infrastruktury i Rozwoju z dnia 27 lutego 2015 r. w sprawie metodologii wyznaczania charakterystyki energetycznej budynku lub części budynku oraz świadectw charakterystyki energetycznej.
4. J. Gutenbaum, „Modelowanie matematyczne systemów”. Wyd. EXIT, Warszawa 2003.
5. V.Z. Brodskiy, L.I. Brodskiy, T.I. Golikova i in., „Tablicy planov eksperimenta dla faktornyh i polinomial’nyh modelej”, Metalurgiâ, Moskva 1982.
6. I.G. Zedginidze, „Matematiczeskoje planirovanie eksperymenta dla issledovaniâ i optimizacii svoistv smesej”, Mecniereba, Tbilisi 1986.
7. W. Jezierski, J. Borowska, „Model matematyczny współczynnika przenikania ciepła ściany osłonowej z oknem z uwzględnieniem powierzchni elementów składowych”, „Izolacje” 1/2018, s. 50–54.

DOŁĄCZ DO NEWSLETTERA – kliknij tutaj »
Artykuł pochodzi z: miesięcznika IZOLACJE 2/2018

Komentarze

(0)

Wybrane dla Ciebie


Jak zatrzymać ciepło i ochronić dom przed zimnem?


Markizy tarasowe oraz markizy balkonowe sprawdzają się idealnie także w domach jednorodzinnych. Dużym zainteresowaniem... ZOBACZ »


Najlepszy system stropowy?


Betonowe stropy można produkować na różne sposoby – z betonu przygotowanego na placu budowy lub w fabryce, gdzie panują kutemu optymalne warunki. ZOBACZ »


"Wirtualne malowanie" - wykonaj sam symulację online »

Dobierz najlepszy materiał izolacyjny »

Obok wiedzy na temat produktów, równie istotna jest znajomość technologii, którą... czytaj dalej » Niski poziom ochrony cieplnej generuje wysokie koszty utrzymania budynku, stanowiące duże obciążenie budżetu... czytaj dalej »


Zgarnij bony o wartości 100zł. Zobacz jak »

Jak dobrać posadzkę do obiektu?

3 kroki do Super CashBack
czytaj dalej »

Wybierz posadzkę, która będzie funkcjonalna i łatwa w czyszczeniu... czytaj dalej »

Czym skutecznie zaizolować fundament?

Zadaniem hydroizolacji jest zablokowanie dostępu wody i wilgoci do wnętrza obiektu budowlanego. Istnieje kilka rodzajów izolacji krystalizujących, a ich znajomość ułatwia zaprojektowanie i wykonanie szczelnej budowli. czytaj dalej »

 


Jak zapewnić trwałość mocowania elewacji?


Wsporniki przejmują ciężar muru i za pomocą zabetonowanych szyn kotwiących lub kotew przekazują go na ścianę nośną... ZOBACZ »


Płynne membrany poliuretanowe - gdzie je stosować?

Uszczelnianie obiektów inżynieryjnych - jak to robią specjaliści?

Siła związania do podłoża przekraczająca 20 kg/cm2, wysoka odporność na niszczące czynniki eksploatacyjne...
czytaj dalej »

Jak prawidłowo chronić ściany fundamentwe i zapewnić gwarancję żywotności obiektu? czytaj dalej »

Jak wykonać trwałe posadzki?

Jakich technologii oraz materiałów użyć do wykonania podłóg przemysłowych, naprawy betonów lub przeprowadzenia renowacji posadzek?  czytaj dalej »


Dowiedz się więcej o hydroizolacji dachów »

Chcesz ograniczyć straty ciepła z budynku? Zobacz »

Dostarczamy innowacyjne systemy hydroizolacji oraz pokryć dachowych, mające na celu zmianę sposobu życia i pracy naszych klientów... czytaj dalej » W obecnych czasach rosnące ceny energii cieplnej i elektrycznej skłaniają do analizy strat ciepła w budynkach mieszkalnych. Jedynym sposobem ograniczenia kosztów jest... czytaj dalej »

Jak mocować elewacje wentylowane?


Jak w realnych warunkach zachowują się różne systemy mocowań elewacji wentylowanych? ZOBACZ »


Fakty i mity na temat szarego styropianu »

Jak zabezpieczyć rury przed stratami ciepła?

Od kilku lat rośnie popyt na styropiany szare. W Niemczech i Szwajcarii większość spr... czytaj dalej » Czym powinieneś kierować się przy wyborze odpowiedniej izolacji rur? czytaj dalej »

Innowacyjny system kompozytowych wzmocnień konstrukcji »


W przypadku gdy temperatura przekroczy temperaturę zeszklenia, wówczas żywica nie jest... ZOBACZ »


prof. dr hab. inż. Walery Jezierski
prof. dr hab. inż. Walery Jezierski
Walery Jezierski ukończył Wydział Architektury Brzeskiego Państwowego Instytutu Inżynieryjno-Budowlanego w specjalności budownictwo miejskie. Pracuje w Katedrze Gospodarki Przestrzennej i Budowni... więcej »
mgr inż. Joanna Borowska
mgr inż. Joanna Borowska
Joanna Borowska ukończyła Wydział Budownictwa na Politechnice Białostockiej. Jest doktorantką PB. więcej »
Dodaj komentarz
Nie jesteś zalogowany - zaloguj się lub załóż konto. Dzięki temu uzysksz możliwość obserwowania swoich komentarzy oraz dostęp do treści i możliwości dostępnych tylko dla zarejestrowanych użytkowników portalu Izolacje.com.pl... dowiedz się więcej »
Alpha Dam Alpha Dam
O FIRMIE Alpha Dam Sp. z o.o. produkuje od ponad 10 lat profesjonalne materiały wodochronne i przeciwwilgociowe dla budownictwa.  Do 2008...
9/2019

Aktualny numer:

Izolacje 9/2019
W miesięczniku m.in.:
  • - Nowoczesne rozwiązania elewacyjne
  • - Jakość wykonania izolacji z szarego styropianu
Zobacz szczegóły
Dom Wydawniczy MEDIUM Rzetelna Firma
Copyright @ 2004-2012 Grupa MEDIUM Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Spółka komandytowa, nr KRS: 0000537655. Wszelkie prawa w tym Autora, Wydawcy i Producenta bazy danych zastrzeżone. Jakiekolwiek dalsze rozpowszechnianie artykułów zabronione. Korzystanie z serwisu i zamieszczonych w nim utworów i danych wyłącznie na zasadach określonych w Zasadach korzystania z serwisu.
realizacja i CMS: omnia.pl

.